Theorem limsupequzmptf 45715

Description: Two functions that are eventually equal to one another have the same superior limit. (Contributed by Glauco Siliprandi, 23-Oct-2021.)

Hypotheses

Ref	Expression
limsupequzmptf.j	⊢ Ⅎ𝑗𝜑
limsupequzmptf.o	⊢ Ⅎ𝑗𝐴
limsupequzmptf.p	⊢ Ⅎ𝑗𝐵
limsupequzmptf.m	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
limsupequzmptf.n	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
limsupequzmptf.a	⊢ 𝐴 = (ℤ≥‘𝑀)
limsupequzmptf.b	⊢ 𝐵 = (ℤ≥‘𝑁)
limsupequzmptf.c	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝐴) → 𝐶 ∈ 𝑉)
limsupequzmptf.d	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝐵) → 𝐶 ∈ 𝑊)

Assertion

Ref	Expression
limsupequzmptf	⊢ (𝜑 → (lim sup‘(𝑗 ∈ 𝐴 ↦ 𝐶)) = (lim sup‘(𝑗 ∈ 𝐵 ↦ 𝐶)))

Distinct variable groups:   𝑗,𝑉   𝑗,𝑊

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑗)   𝐴(𝑗)   𝐵(𝑗)   𝐶(𝑗)   𝑀(𝑗)   𝑁(𝑗)

Proof of Theorem limsupequzmptf

Dummy variable 𝑘 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		nfv 1914	. . 3 ⊢ Ⅎ𝑘𝜑
2		limsupequzmptf.m	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℤ)
3		limsupequzmptf.n	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
4		limsupequzmptf.a	. . 3 ⊢ 𝐴 = (ℤ≥‘𝑀)
5		limsupequzmptf.b	. . 3 ⊢ 𝐵 = (ℤ≥‘𝑁)
6		limsupequzmptf.j	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑗𝜑
7		limsupequzmptf.o	. . . . . . 7 ⊢ Ⅎ𝑗𝐴
8	7	nfcri 2897	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑗 𝑘 ∈ 𝐴
9	6, 8	nfan 1899	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑗(𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴)
10		nfcsb1v 3936	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑗⦋𝑘 / 𝑗⦌𝐶
11		nfcv 2905	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑗𝑉
12	10, 11	nfel 2920	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑗⦋𝑘 / 𝑗⦌𝐶 ∈ 𝑉
13	9, 12	nfim 1896	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑗((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → ⦋𝑘 / 𝑗⦌𝐶 ∈ 𝑉)
14		eleq1w 2824	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → (𝑗 ∈ 𝐴 ↔ 𝑘 ∈ 𝐴))
15	14	anbi2d 630	. . . . 5 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝐴) ↔ (𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴)))
16		csbeq1a 3925	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → 𝐶 = ⦋𝑘 / 𝑗⦌𝐶)
17	16	eleq1d 2826	. . . . 5 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → (𝐶 ∈ 𝑉 ↔ ⦋𝑘 / 𝑗⦌𝐶 ∈ 𝑉))
18	15, 17	imbi12d 344	. . . 4 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝐴) → 𝐶 ∈ 𝑉) ↔ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → ⦋𝑘 / 𝑗⦌𝐶 ∈ 𝑉)))
19		limsupequzmptf.c	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝐴) → 𝐶 ∈ 𝑉)
20	13, 18, 19	chvarfv 2240	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐴) → ⦋𝑘 / 𝑗⦌𝐶 ∈ 𝑉)
21		limsupequzmptf.p	. . . . . . 7 ⊢ Ⅎ𝑗𝐵
22	21	nfcri 2897	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑗 𝑘 ∈ 𝐵
23	6, 22	nfan 1899	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑗(𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐵)
24		nfcv 2905	. . . . . 6 ⊢ Ⅎ𝑗𝑊
25	10, 24	nfel 2920	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑗⦋𝑘 / 𝑗⦌𝐶 ∈ 𝑊
26	23, 25	nfim 1896	. . . 4 ⊢ Ⅎ𝑗((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐵) → ⦋𝑘 / 𝑗⦌𝐶 ∈ 𝑊)
27		eleq1w 2824	. . . . . 6 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → (𝑗 ∈ 𝐵 ↔ 𝑘 ∈ 𝐵))
28	27	anbi2d 630	. . . . 5 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝐵) ↔ (𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐵)))
29	16	eleq1d 2826	. . . . 5 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → (𝐶 ∈ 𝑊 ↔ ⦋𝑘 / 𝑗⦌𝐶 ∈ 𝑊))
30	28, 29	imbi12d 344	. . . 4 ⊢ (𝑗 = 𝑘 → (((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝐵) → 𝐶 ∈ 𝑊) ↔ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐵) → ⦋𝑘 / 𝑗⦌𝐶 ∈ 𝑊)))
31		limsupequzmptf.d	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝐵) → 𝐶 ∈ 𝑊)
32	26, 30, 31	chvarfv 2240	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐵) → ⦋𝑘 / 𝑗⦌𝐶 ∈ 𝑊)
33	1, 2, 3, 4, 5, 20, 32	limsupequzmpt 45713	. 2 ⊢ (𝜑 → (lim sup‘(𝑘 ∈ 𝐴 ↦ ⦋𝑘 / 𝑗⦌𝐶)) = (lim sup‘(𝑘 ∈ 𝐵 ↦ ⦋𝑘 / 𝑗⦌𝐶)))
34		nfcv 2905	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑘𝐴
35		nfcv 2905	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑘𝐶
36	7, 34, 35, 10, 16	cbvmptf 5260	. . . 4 ⊢ (𝑗 ∈ 𝐴 ↦ 𝐶) = (𝑘 ∈ 𝐴 ↦ ⦋𝑘 / 𝑗⦌𝐶)
37	36	fveq2i 6917	. . 3 ⊢ (lim sup‘(𝑗 ∈ 𝐴 ↦ 𝐶)) = (lim sup‘(𝑘 ∈ 𝐴 ↦ ⦋𝑘 / 𝑗⦌𝐶))
38	37	a1i 11	. 2 ⊢ (𝜑 → (lim sup‘(𝑗 ∈ 𝐴 ↦ 𝐶)) = (lim sup‘(𝑘 ∈ 𝐴 ↦ ⦋𝑘 / 𝑗⦌𝐶)))
39		nfcv 2905	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑘𝐵
40	21, 39, 35, 10, 16	cbvmptf 5260	. . . 4 ⊢ (𝑗 ∈ 𝐵 ↦ 𝐶) = (𝑘 ∈ 𝐵 ↦ ⦋𝑘 / 𝑗⦌𝐶)
41	40	fveq2i 6917	. . 3 ⊢ (lim sup‘(𝑗 ∈ 𝐵 ↦ 𝐶)) = (lim sup‘(𝑘 ∈ 𝐵 ↦ ⦋𝑘 / 𝑗⦌𝐶))
42	41	a1i 11	. 2 ⊢ (𝜑 → (lim sup‘(𝑗 ∈ 𝐵 ↦ 𝐶)) = (lim sup‘(𝑘 ∈ 𝐵 ↦ ⦋𝑘 / 𝑗⦌𝐶)))
43	33, 38, 42	3eqtr4d 2787	1 ⊢ (𝜑 → (lim sup‘(𝑗 ∈ 𝐴 ↦ 𝐶)) = (lim sup‘(𝑗 ∈ 𝐵 ↦ 𝐶)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1539  Ⅎwnf 1782   ∈ wcel 2108  Ⅎwnfc 2890  ⦋csb 3911   ↦ cmpt 5234  ‘cfv 6569  ℤcz 12620  ℤ_≥cuz 12885  lim supclsp 15512

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1794  ax-4 1808  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2708  ax-rep 5288  ax-sep 5305  ax-nul 5315  ax-pow 5374  ax-pr 5441  ax-un 7761  ax-cnex 11218  ax-resscn 11219  ax-1cn 11220  ax-icn 11221  ax-addcl 11222  ax-addrcl 11223  ax-mulcl 11224  ax-mulrcl 11225  ax-mulcom 11226  ax-addass 11227  ax-mulass 11228  ax-distr 11229  ax-i2m1 11230  ax-1ne0 11231  ax-1rid 11232  ax-rnegex 11233  ax-rrecex 11234  ax-cnre 11235  ax-pre-lttri 11236  ax-pre-lttrn 11237  ax-pre-ltadd 11238  ax-pre-mulgt0 11239  ax-pre-sup 11240

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1779  df-nf 1783  df-sb 2065  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2892  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3380  df-reu 3381  df-rab 3437  df-v 3483  df-sbc 3795  df-csb 3912  df-dif 3969  df-un 3971  df-in 3973  df-ss 3983  df-pss 3986  df-nul 4343  df-if 4535  df-pw 4610  df-sn 4635  df-pr 4637  df-tp 4639  df-op 4641  df-uni 4916  df-iun 5001  df-br 5152  df-opab 5214  df-mpt 5235  df-tr 5269  df-id 5587  df-eprel 5593  df-po 5601  df-so 5602  df-fr 5645  df-we 5647  df-xp 5699  df-rel 5700  df-cnv 5701  df-co 5702  df-dm 5703  df-rn 5704  df-res 5705  df-ima 5706  df-pred 6329  df-ord 6395  df-on 6396  df-lim 6397  df-suc 6398  df-iota 6522  df-fun 6571  df-fn 6572  df-f 6573  df-f1 6574  df-fo 6575  df-f1o 6576  df-fv 6577  df-riota 7395  df-ov 7441  df-oprab 7442  df-mpo 7443  df-om 7895  df-1st 8022  df-2nd 8023  df-frecs 8314  df-wrecs 8345  df-recs 8419  df-rdg 8458  df-1o 8514  df-2o 8515  df-er 8753  df-en 8994  df-dom 8995  df-sdom 8996  df-fin 8997  df-sup 9489  df-inf 9490  df-pnf 11304  df-mnf 11305  df-xr 11306  df-ltxr 11307  df-le 11308  df-sub 11501  df-neg 11502  df-div 11928  df-nn 12274  df-n0 12534  df-z 12621  df-uz 12886  df-q 12998  df-ico 13399  df-limsup 15513

This theorem is referenced by: (None)